探析礦山環境地質災害問題及其勘查方法

■段純彬黃慶春

（1云南南方地勘工程總公司云南昆明650000；2云南省煤炭地質勘查院云南昆明650218）

探析礦山環境地質災害問題及其勘查方法

■段純彬1黃慶春2

（1云南南方地勘工程總公司云南昆明650000；2云南省煤炭地質勘查院云南昆明650218）

礦山環境地質災害的問題對整個礦山的作業造成了巨大的威脅，針對這種嚴重災害的預防和治理，加強相應的勘查控制就顯得尤為重要。本文就針對礦山環境地質災害等問題的類型、勘查方法以及產生的原因進行了簡要的闡述，希望對礦山行業有一定的幫助作用。

礦山環境 地質災害 問題 勘查方法

礦山的開采是整個社會發展的一個重要的組成部分，尤其是對于工業的整體發展來說，礦山具有舉足輕重的地位。隨著當今社會經濟的不斷發展，礦山的整體開采量也在不斷地升高，但是在這樣的趨勢之下，礦山環境同時也遭受到了巨大的破壞，尤其是對于地質結構來講，這種礦產的開采產生的不利影響還是比較突出的，同樣也極容易引發一些地質災害問題和環境災難。如云南東川泥石流的產生和河流污染等多與采選礦有關。針對這些問題，加強在勘察等方面的工作，非常及時的了解地質的狀況，進而能夠更為快捷的做出相應的對策（治理），將整個地質災害的影響降到最低的狀態。

1　礦山環境地質災害問題分析

1.1常見礦山環境地質災害問題類型

當前我國礦山環境發生的地質災害，其存在的類型主要有以下幾種：

（1）泥石流。在礦山環境地質災害中，泥石流是比較常見的一種類型。泥石流的形成不僅會受到自然環境地質狀況的影響，和礦山的操作也存在著極為密切的聯系。隨著礦山的不斷開采，環境地質結構的松散程度不斷加大，并且在開采過程中形成了大量的泥土，這就給泥石流的形成創造了外部條件。

（2）塌陷。對于礦山開采過程來說，塌陷也是極為常見的一種環境地質災害。塌陷地質災害的出現主要就是因為在礦山開采過程中，其內部的地質結構受到了較大的損害，甚至出現了較多的采空區，就會對相應的礦山地質結構穩定性產生一定的影響，當其承載體系出現了變故，也就會出現塌陷問題。

（3）滑坡。滑坡在當前礦山環境地質災害中也比較常見。滑坡問題的影響也是極為惡劣的，對于相應人員的傷亡影響也比較突出，必須要在礦山開采施工中引起高度的重視。滑坡問題的出現也和具體的礦山開采存在著密切的聯系，礦山不斷開采影響到地質結構。

1.2礦山環境地質災害問題產生的原因

對于礦山環境地質災害問題的形成，其產生的原因和礦山的開采以及其它操作存在著密不可分的關系。礦山地質災害的形成，很大程度上取決于施工設計以及施工設備的應用，部分工程隊還有違規施工的情況，這些因素都極有可能導致礦山環境地質災害，具體來說主要有以下兩方面的因素：

（1）疏干排水。對于礦山開采來說，地下水是需要積極關注的一個方面，當前比較常見的一種措施就是疏干排水。疏干排水對于地下水的影響是比較大的，對于整個礦山結構體系的支撐效果影響也比較突出。通過分析近年來的實際工作情況來看，疏干排水質量會受到設備、施工計劃以及山體結構影響，三點中的任何一個環節出現問題都會影響到疏干排水工作質量，進而會影響到環境地質結構的穩定性，就有可能出現各種地質災害問題，是礦山開采中最為突出的一點。

（2）違規操作問題。對于具體的礦山開采操作來說，違規操作對礦山環境地質災害問題的形成有一定影響。違規操作，主要就是一些非法采礦問題，尤其是對于私挖亂采現象而言，其影響更是極為惡劣。隨著私挖亂采程度的不斷加深，其對于環境地質造成的不良影響也越來越惡劣，也就更容易產生一些礦山環境地質災害問題。例如，2010年9月21日上午9時，廣東信宜市錢排鎮達垌村村民突然聽到一聲巨響，位于該村后面的紫金礦業有限公司信宜銀巖錫礦尾礦庫塞水大壩突然崩塌。截至22日下午，事故共造成6人失蹤，5人死亡，7人受傷。

2　環境污染

2.1大氣污染與酸雨

礦石開采、運輸破碎、選礦冶煉過程中會產生大量的廢氣、廢渣、廢水和粉塵，這些有毒有害物質不經處理或處理不當和處理不完全就直接排放于大氣，使之在大氣中揮發散播，造成大氣污染，形成酸雨。煤礦開采須排放大量的尾礦和煤矸石，經常發生自燃排放出有毒有害氣體，污染大氣。例如，烏魯木齊鐵廠溝、奇臺北山、阜康白楊河、小龍口和小黃山是新疆五大煤層自燃區，昌吉硫磺溝煤田火區是全國燃燒面積最大、危害最嚴重的地區。烏魯木齊市的西山煤礦煤火頻發，空氣中SO2等有害氣體含量極高，地表溫度高達50℃，方圓幾十公里多年后寸草不生。又如喀拉通克銅鎳礦區選礦廠，由于經濟技術等因素，排放的SO2等有害氣體，在周圍數十平方公里范圍都能聞到刺鼻的硫磺味，造成大氣污染，導致礦區及其周圍部分野生動植物基本滅絕，給礦區附近的居民生活和健康帶來危害。

2.2土壤污染

礦山工業產生和形成的廢渣、廢水、酸雨等有害物質經雨水沖刷、溶解、滲透以及農田灌溉等污染土壤，造成土壤板結，農作物減產的惡果。例如，新疆部分地區如米泉-阿克蘇等地區土壤-水中的砷含量超標，有的地區高出標準值十幾倍，給當地人民的健康帶來一定的危害。

2.3地下水污染

新疆屬于干旱-半干旱地區，水資源尤其珍貴。但是開礦后的污水致使地下水污染嚴重，水均衡遭受巨大破壞。如克拉瑪依油田，經過幾十年的開采，石油資源趨于枯竭，油層和水層相互滲透污染，淺層水滲漏，水位、水質下降，土地鹽堿化加劇，致使水資源無法滿足工農業及生活需求，政府不得已投巨資從30km之外的額爾齊斯河引水到克拉瑪依市，以解決日益嚴峻的工農業及生活用水問題。

2.4水資源破壞

許多礦山的地質條件和水文地質條件極為復雜，礦床開采時必須進行疏干排水，甚至要深強排水。由于疏干排水，形成大面積降水漏斗，導致水均衡遭受破壞，造成地下水位下降、泉水斷流、地表水量銳減。淺層地下水長期得不到補充恢復，影響地表植被生長，土地沙化荒漠，水土流失嚴重，最終導致水資源枯竭，生態環境遭到嚴重破壞。

2.5土地資源破壞

土地資源的破壞包括三個方面的含義，一是土地破壞，二是土地占用，三是水土流失。巖土剝離開挖、廢渣廢土堆放和地表塌陷等，一方面導致破壞并占用大量農田土地，另一方面改變了地形地貌及巖土結構和分布，形成水土流失，進一步演化為土地沙化和荒漠。以烏魯木齊市采砂場為例，30多年的無序開采造成烏魯木齊河床及北部沖洪積平原區土地損毀和占用，荒漠植被遭到破壞，場區生態環境惡化，水土流失嚴重，被占用及破壞土地面積總計達3608hm2。

3　地質災害、環境污染和資源破壞之關系

地質災害、環境污染和資源破壞與礦山開發在時間上和空間上具有重疊性、穿插性和一致性；有時互為因果，有時以一類環境問題為主，有時表現為兩種或3種類型并存。如采礦和選礦產生廢石及尾礦排放既能誘發滑坡和泥石流等地質災害，又能造成地表水、土壤與大氣等環境污染，還能導致土地占用、水土流失、植被毀壞及地形地貌等資源破壞。采礦和選礦排放的有毒有害氣體既造成大氣污染，形成酸雨，酸雨滲透土壤中又污染土壤，造成土壤板結，農作物減產的惡果。同時，酸雨不僅污染土壤，而且對建筑物有腐蝕作用，對人的身體健康也有極大危害。礦床開采中的疏干排水和污水排放既能造成地表水污染，又能導致地下水資源枯竭破壞，進一步演化為土地沙漠化，影響地表植被生長，生態環境惡化，土地沙漠化反過來導致水土流失，進一步加劇了土地沙漠化和生態環境惡化，這樣最終導致惡性循環。

4　礦山環境地質災害勘查方法

礦山地質災害主要由下圖幾種勘查方法：

圖1　地質災害的集中勘查方法

4.13S技術的應用及其優勢

在礦山環境地質勘查中，3S技術的應用是比較常見的，其應用價值也得到了較好的呈現。GPS技術主要就是能夠較為全面的對整個礦山環境地質進行勘查分析，尤其是對于礦山環境地質的全天候勘查取得較好的勘查效果；RS技術主要就是指在礦山環境地質的勘查過程中，充分運用遙感攝像技術來進行具體目標的勘查，其最大的優勢就是能夠實現較大范圍的勘查，進而能夠提升其整體的勘查效果；GIS技術對于礦山環境地質勘查來說同樣具備著極強的應用效果，其最大的優勢就是能夠針對整個礦山環境地質進行全真模擬和動態分析，能夠更為有效的把握好相應的變化趨勢，為后續礦山環境地質災害的預防提供較好的信息支持。

4.2高密度電阻率法及其優勢

在礦山環境地質勘查中，高密度電阻率法也是比較常用的一種技術手段。高密度電阻率法本質就是一種物探法，即針對礦山結構中的一些巖土進行相應的勘查施測，進而也就能夠較好的提升對于整個礦山地區的了解。尤其是對于礦山的地質結構組成來說，通過高密度電阻率法能夠得到較好的呈現，進而也就能夠針對相應的地質災害做出預防和控制。

4.3水文地質的勘查分析及其優勢

對水文地質進行全面詳細的勘查分析，能對具體的礦山環境地質災害問題的解決提供幫助。對水文地質勘查工作來說，其最突出的方面就是應盡可能的對其巖土力學結構進行準確的判斷。因為巖土力學結構的穩定性對于礦山環境地質災害問題的預測來說極為必要。基于礦山水文地質和巖土力學的分析，通過試驗的方法來進行預判。當前比較常見的試驗方法主要有水質測試、含水層頂板滲透性試驗、浸泡試驗、淋濾試驗、采礦引起周圍地層滲透性變化試驗、含水層吸附試驗等，通過這些試驗能夠較好的對礦山環境水文地質進行了解，進而分析其承載力效果，針對可能會出現的各種災害性問題有一個直觀掌控，這也是勘查工作的重要目標所在。

4.4瞬變電磁法及其優勢

這種方法是利用不接地回線或接地線源向地下發送一次脈沖電磁場,在一次脈沖磁場的間歇期間,利用線圖或接地電極觀測地下半空間二次渦流場的變化,從而達到探測的目的。同時,該方法信噪比高、分辨力強、探測深度大、探測速度快,較容易發現礦區的采空區異常。

4.5淺層地震法及其優勢

是由人工手段激發地震波,再通過研究地震波在地層中的傳播規律,以查明地下地質小構造及獲取地層巖性信息的一種物探方法。其中的淺層反射法,不僅能直觀地反映地層界面的起伏變化,而且還能探測地下隱伏斷層、空洞、陷落柱以及各種異常物體,是滑坡、斷裂面、采空區等潛在地質災害的有效勘查方法之一。

4.6其他方法

在礦山地質災害的勘查中,地球化學勘查方法也可發揮重要作用,特別是對礦區環境污染的勘查,化探方法可以充分發揮其優勢,在污染因素查定、探測污染源、污染機制(過程)研究、圈定污染異常區,以及提出污染治理方案等方面將起決定性作用。

5　礦山地質災害的預防

愈演愈烈的礦山災害、大量潛伏的災害隱患、日漸惡化的礦山環境說明礦山地質災害的防治必須上升到政府監管的高度。政府主管部門要加大對礦山環境與災害源的監管與治理力度,防止新的隱患發生。礦山企業要規范開采行為，合理開發礦產資源,處理好短期經濟利益和長遠發展的關系,將防災減災工作始于礦山設計并延續到閉坑之后。注重礦山地質災害的防治研究,將其列入礦業領域的基礎性研究,把礦山災害、環保、安全生產統一起來。災害研究要充分依靠科技進步,采用高新技術,研究災害的發生機制,建立災害的監測、預報和評估信息系統。

6　結語

綜上所述，礦山環境地質災害問題最為有效地一種控制手段就是加大勘查力度，綜合運用各種勘查手段來提升人們對于礦山環境地質的了解，最終保障其能夠把礦山環境地質災害問題的影響降到最低。

[1]郭付三.豫西地區金屬礦山地質災害風險評價研究 [D].中國地質大學,2014.

[2]《煤礦開采》期刊2015年總目次 [J].煤礦開采,2015,06:125-126.

[3]李健,丁亞奇,周蕾蕾,杜春照,徐長偉.淺談"3S"在煤炭地震勘探項目中的應用[J].甘肅冶金,2015,06:108-110.

[4]《科技導報》2015年第33卷總目次 [J].科技導報,2015,24:129-148.

[5]黃來源,南赟,張亮,林傳祥,任凱珍,季為,韓建超.昆明市東川區礦山地質環境問題及防治對策 [J].城市地質,2015,04:44-52.

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1000-405X（2016）-7-406-2